DE4410504A1 - Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen ElektronikbauteilsInfo
- Publication number
- DE4410504A1 DE4410504A1 DE19944410504 DE4410504A DE4410504A1 DE 4410504 A1 DE4410504 A1 DE 4410504A1 DE 19944410504 DE19944410504 DE 19944410504 DE 4410504 A DE4410504 A DE 4410504A DE 4410504 A1 DE4410504 A1 DE 4410504A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrodes
- multilayer
- electronic component
- internal electrodes
- inner electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/053—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by integrally sintering piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/067—Forming single-layered electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/063—Forming interconnections, e.g. connection electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils bzw. -bauelements,
welches Keramikschichten, die über Innenelektroden aufeinanderge
schichtet sind, umfaßt. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Her
stellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils mit ver
besserten Stufen des Ausbildens der Innenelektroden und der gesicherten
Isolierung zwischen den Innenelektroden und Außenelektroden.
Es ist bekannt, daß ein mehrschichtiges keramisches Elektronikbauteil,
wie etwa ein Mehrschicht-Kondensator oder eine mehrschichtige piezoe
lektrische Betätigungseinrichtung, welches eine Vielzahl keramischer
Schichten, welche über Innenelektroden aufeinandergeschichtet sind,
umfaßt, für verschiedene Anwendungen eingesetzt wird. Ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen mehrschichtigen keramischen Elektronik
bauteils wird nachfolgend unter Bezugnahme auf einen Mehrschicht-Kon
densator beschrieben.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines üblichen Mehr
schicht-Kondensators wird eine leitfähige Paste auf jeweils eine Haupto
berfläche einer Vielzahl von rechteckigen Keramikgrünplatten gedruckt,
um sich von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand, welcher jedoch un
ter Ausbildung eines Lückenbereichs nicht erreicht wird, zu erstrecken.
Dann wird die Vielzahl der Keramikgrünplatten mit den darauf aufge
druckten Schichten aus der leitfähigen Paste so aufeinander geschichtet,
daß entlang der Dicken alternierend die Lückenbereiche angeordnet sind,
um ein Laminat zu erhalten. Danach wird das Laminat entlang seiner
Dicke komprimiert und erhitzt, um einen gesinterten Körper zu erhalten,
so daß Außenelektroden auf einem Paar jeweils gegenüberliegender Sei
tenoberflächen des gesinterten Körpers ausgebildet werden. Hierbei wird
ein Mehrschicht-Kondensator erhalten, bei dem die Innenelektroden al
ternierend mit den Außenelektroden, welche auf dem Paar gegenüberlie
gender Seitenoberflächen vorgesehen sind, entlang der Dicken elektrisch
verbunden sind.
Bei dem vorgenannten Verfahren ist es jedoch schwierig, die Lückenberei
che zwischen den Innenelektroden und den Außenelektroden, welche
nicht mit den Innenelektroden elektrisch verbunden werden müssen, ge
nau zu regulieren, da die Innenelektroden durch Drucken der leitfähigen
Paste auf die Keramikgrünplatten ausgebildet werden. Daher ist es unwei
gerlich notwendig, die Breiten der Lückenbereiche, das heißt die Abstände
zwischen den Innenelektroden und denjenigen der auf den gegenüberlie
genden Seiten vorgesehenen Außenelektroden zu erhöhen. Daher ist die
ses Verfahren mit derartigen Problemen verbunden, daß (1) eine Verfor
mungsspannung in Vorderenden bzw. Stirnseiten der Außenelektroden
zur Konzentrierung neigt, und daß (2) es unmöglich ist, den Mehrschicht-
Kondensator weiter zu miniaturisieren.
Andererseits schlägt die JP-A-2-224 311 (1990) ein Verfahren des elektro
chemischen Ätzen eines gesinterten Körpers zur teilweisen Auflö
sung/Entfernung desselben vor, wodurch Lückenbereiche gebildet wer
den, so daß die Breiten der Lückenbereiche mit hoher Genauigkeit regu
liert werden können. Gemäß diesem Verfahren wird eine leitfähige Paste
jeweils auf die gesamte Oberfläche einer Vielzahl von Keramikgrünplatten
gedruckt, um eine Innenelektrode zu bilden, und es wird eine Vielzahl von
mit den Schichten aus leitfähiger Paste versehenen Keramikgrünplatten
aufeinandergeschichtet, um ein Laminat zu erhalten. Dann wird das Lami
nat gesintert, woraufhin ein Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen
des so erhaltenen gesinterten Körpers hinsichtlich den Innenelektroden,
welche letztendlich nicht auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen
freiliegen müssen, elektrochemisch geätzt werden, so daß Bereiche mit
freiliegenden Innenelektroden und daran angrenzende Bereiche aufge
löst/entfernt werden, um Aussparungen bzw. freie Räume zu definieren.
Die Aussparungen werden mit einem Isolationsmaterial, wie etwa einem
synthetischen Harz, aufgefüllt, und danach werden auf dem Paar jeweils
gegenüberliegender Seitenoberflächen Außenelektroden ausgebildet.
Gemäß dem in der JP-A-2-224 311 (1990) beschriebenen Verfahren ist es
möglich, die vorgenannten Lückenbereiche enger zu machen, da die In
nenelektroden, welche auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflä
chen des gesinterten Körpers freiliegen, elektrochemisch geätzt werden,
um in der oben beschriebenen Weise Aussparungen zu definieren.
Bei diesem Verfahren werden jedoch die Elektroden durch Drucken der
leitfähigen Paste und Hitzebehandlung der leitfähigen Paste durch Sintern
der Keramikgrünplatten gebildet. Das Elektrodenmaterial ist daher hin
sichtlich der Kontinuität in der Weise unzureichend, daß Kanten bzw.
Ränder der Vorderenden der Innenelektroden, welche an die Lückenberei
che grenzen, nicht die notwendige Glätte aufweisen. Wenn die Breiten der
Lückenbereiche in dem gesinterten Körper enger gemacht werden, findet
daher leicht eine Konzentrierung des elektrischen Felds in Teilen des Iso
lationsmaterials, welches in die Aussparungen eingefüllt ist, statt, wo
durch ein Spannungsdurchschlag verursacht wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils,
welches die Ausbildung enger Lückenbereiche in Vorderenden von Innene
lektroden mit hoher Genauigkeit erlaubt und die Glätte bzw. Gleichmäßig
keit von Rändern der Vorderenden der Innenelektroden, welche den
Lückenbereichen gegenüberliegen, verbessert.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht mit einem Verfahren nach An
spruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines mehrschichti
gen keramischen Elektronikbauteils werden zuerst Metallfilme durch ein
Dünnfilmherstellungsverfahren und weiterhin Keramikgrünplatten her
gestellt. Die Metallfilme können hierbei mittels eines Dünnfilmherstel
lungsverfahrens auf einer Trägerfolie oder dergleichen ausgebildet und
dann von der Trägerfolie auf die Keramikgrünplatten übertragen werden.
Vorzugsweise werden die Metallfilme in der Weise hergestellt, daß sie auf
den Keramikgrünplatten ausgebildet werden. Dann werden zumindest die
mit den Metallfilmen versehenen Keramikgrünplatten dazu verwendet, ein
Laminat herzustellen, welches einen Bereich aufweist, in welchem die Ke
ramikgrünplatten und aus den Metallfilmen bestehende Innenelektroden
alternierend aufeinandergeschichtet sind, so daß die Innenelektroden auf
mindestens einem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen freiliegen.
Hierbei kann als Dünnfilmherstellungsverfahren ein gut bekanntes
Dünnfilmherstellungsverfahren angewandt werden, wie etwa Vakuumab
scheidung, Sputtern bzw. Zerstäuben, elektrochemisches Beschichten
oder eine Kombination hiervon.
Dann wird auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen des Lami
nats hinsichtlich denjenigen Innenelektroden, welche letztendlich nicht
auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen freiliegen müssen, ein
elektrochemisches Ätzen durchgeführt, um die freiliegenden Bereiche der
Innenelektroden und daran angrenzende Bereiche aufzulösen/zu entfer
nen. Danach werden die aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelek
troden mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt. Daraufhin werden Außen
elektroden auf dem Paar der jeweils gegenüberliegenden Seitenoberflä
chen des Laminats ausgebildet.
Das Laminat kann entweder vor oder nach der obengenannten Ätzung ge
sintert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Innenelektroden definiert
durch die mittels eines Dünnfilmherstellungsverfahrens gebildeten Me
tallfilme. Somit ist das Elektrodenmaterial dicht und korrekt aufgetragen,
verglichen mit einem Fall der Ausbildung der Innenelektroden durch Auf
drucken einer leitfähigen Paste, wodurch das Elektrodenmaterial hin
sichtlich der Kontinuität beträchtlich verbessert ist. Wenn daher durch
elektrochemisches Ätzen Aussparungen definiert werden, sind Randberei
che der Innenelektroden, welche an die Aussparungen angrenzen, hin
sichtlich der Glätte bzw. Gleichmäßigkeit verbessert.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines mehr
schichtigen keramischen Elektronikbauteils werden die Innenelektroden
durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren gebildet, wodurch die Ränder
der Innenelektroden, welche den Lückenbereichen gegenüberliegen, hin
sichtlich der Glätte bzw. Gleichmäßigkeit verbessert sind. Wenn die
Lückenbereiche enger gemacht werden, um ein kleineres mehrschichtiges
keramisches Elektronikbauteil zu erhalten, kommt es daher kaum zu ei
ner Konzentration des elektrischen Felds in Teilen des Isolationsmateri
als, welches in die durch Ätzung definierten Aussparungen eingefüllt ist.
Weiterhin werden die Innenelektroden durch ein Dünnfilmherstellungs
verfahren gebildet, wodurch es möglich ist, die für die Stufe des Ausbil
dens der Innenelektroden auf den Keramikgrünplatten und beim Aufein
anderschichten der mit den Innenelektroden versehenen Keramikgrün
platten erforderliche Arbeit zu verringern, verglichen mit einem Verfahren
der Musterbildung und des Aufdruckens einer leitfähigen Paste.
Weiterhin werden die Größen der Lückenbereiche durch elektrochemi
sches Ätzen von Teilen der Innenelektroden bestimmt, um Aussparungen
zu definieren, wodurch die Breiten der Lückenbereiche in einfacher Weise
enger gemacht und mit hoher Genauigkeit reguliert werden können.
Daher kommt es gemäß der Erfindung kaum zu einem Spannungsdurch
schlag, selbst wenn die Lückenbereiche in der Breite verringert sind, wo
durch es möglich ist, ein kleineres mehrschichtiges keramisches Elektro
nikbauteil mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit vorzusehen.
Die vorgenannten sowie weiteren Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Be
schreibung der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnun
gen noch deutlicher hervor.
In den Zeichnungen sind
Fig. 1A und 1B Schnittansichten, welche einen im ersten Beispiel der
Erfindung hergestellten gesinterten Körper und den mit einer üblichen
Elektrode auf einer ersten Seitenoberfläche versehenen gesinterten Kör
per zeigen;
Fig. 2 eine schematische vergrößerte Seitenansicht, welche ein Verfahren
zum elektrochemischen Ätzen von Rändern von Innenelektroden und dar
an angrenzenden Bereichen zeigt;
Fig. 3A und 3B Schnittansichten, welche den durch Ätzen mit Aus
sparungen versehenen gesinterten Körper und einen mit Isolationsschich
ten durch ein in die Aussparungen des ersten Beispiels eingeführtes Isola
tionsmaterial versehenen Körper zeigen;
Fig. 4 eine Schnittansicht, welche den mit den Isolationsschichten verse
henen gesinterten Körper, dessen andere Endoberfläche poliert worden
ist, um die Innenelektroden freizulegen, zeigt;
Fig. 5 eine Schnittansicht, welche den gesinterten Körper zeigt, dessen
zweite Seitenoberfläche elektrochemisch geätzt wurde, um Aussparungen
zu definieren;
Fig. 6 eine Schnittansicht, welche den gesinterten Körper zeigt, bei dem
die Aussparungen mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt worden sind;
Fig. 7 eine Schnittansicht, welche ein gemäß dem ersten Beispiel erhalte
nes mehrschichtiges piezoelektrisches Betätigungselement zeigt;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, welche das im ersten Beispiel erhalte
ne mehrschichtige piezoelektrische Betätigungselement zeigt;
Fig. 9A und 9B Teildraufsichten, welche eine nach einem herkömmli
chen Verfahren gebildete Innenelektrode und die Innenelektrode, bei der
ein Endbereich und ein daran angrenzender Bereich jeweils elektroche
misch aufgelöst/entfernt worden sind, zeigen; und
Fig. 10A und 10B Teildraufsichten, welche eine nach dem erfindungs
gemäßen Verfahren gebildete Innenelektrode und die Innenelektrode, bei
der ein Endbereich und ein daran angrenzender Bereich elektrochemisch
aufgelöst/entfernt worden ist, zeigen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachfolgend nicht be
schränkende Beispiele beschrieben, um die Erfindung näher zu erläutern.
Ein hauptsächlich aus Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 zusammengesetztes Pulver
material wurde mit einem organischen Bindemittel in einem Lösungsmit
tel dispergiert, um eine keramische Aufschlämmung zu erhalten. Diese
Aufschlämmung wurde zur Herstellung einer Vielzahl von Keramikgrün
platten mit gleichmäßigen Dicken von 10 µm verwendet.
Hauptsächlich aus Silber zusammengesetzte Innenelektroden wurden auf
einzelnen Hauptoberflächen der vorgenannten Keramikgrünplatten durch
Dampfabscheidung ausgebildet, danach wurden die Keramikgrünplatten
in einer Größe von 60 mm×40 mm ausgestanzt.
Die Vielzahl der in obiger Weise hergestellten Keramikgrünplatten mit den
auf den einzelnen Hauptoberflächen versehenen Innenelektroden wurde
mit anderen Keramikgrünplatten, welche nicht mit Innenelektroden ver
sehen waren, übereinandergeschichtet entlang ihrer Dicken komprimiert
und danach bei einer Temperatur von 900°C gebrannt, um einen gesinter
ten Körper zu erhalten.
Der so erhaltene gesinterte Körper wurde entlang seiner Dicke mittels ei
nes Diamantschneiders geschnitten, um einen gesinterten Körper von 3
mm×3 mm mit einer rechteckigen ebenen Form zu erhalten.
Fig. 1A ist eine Schnittansicht, welche den in der vorgenannten Weise er
haltenen gesinterten Körper zeigt. Bei diesem gesinterten Körper 1 war ei
ne Vielzahl von Innenelektroden 2 bis 7 angeordnet, um einander entlang
deren Dicken über keramische Schichten zu überlappen. Diese Innenelek
troden wurden durch Dampfabscheidung, wie vorangehend beschrieben,
ausgebildet.
Dann wurde eine übliche bzw. gemeinsame Elektrode 8 ausgebildet, um ei
ne Endoberfläche 1a des gesinterten Körpers 1 zu bedecken, wie in Fig. 1B
gezeigt.
Danach wurde der gesinterte Körper 1 in eine wäßrige Silbernitratlösung
9, wie in Fig. 2 gezeigt, eingetaucht, und es wurde ein Potentialunterschied
von 1,0 V zwischen einer Silberelektrode 10, welche ebenso in die wäßrige
Silbernitratlösung 9 eingetaucht war, und der vorgenannten gemeinsa
men Elektrode 8 angelegt, um Bereiche der Innenelektroden 2, 4 und 6,
welche mit der gemeinsamen Elektrode 8 elektrisch verbunden waren und
an einer anderen Seitenoberfläche 1b des gesinterten Körpers 1, wie in Fig.
1 gezeigt, freilagen, sowie daran angrenzende Bereiche, unter den Innene
lektroden 2 bis 7, welche an der Seitenoberfläche 1b freilagen, aufzulö
sen/zu entfernen. Die Fig. 3A zeigt den gesinterten Körper 1, bei dem die
Innenelektroden 2, 4 und 6 teilweise aufgelöst/entfernt waren. Wie in Fig.
3A gezeigt, wurden Aussparungen A zwischen den Innenelektroden 2, 4
und 6 und der Seitenoberfläche 1b definiert. Die Breiten der Aussparun
gen A, das heißt der Abstand zwischen Vorderenden der Innenelektroden
2, 4 und 6 und der Seitenoberfläche 1b, betrug 15 µm.
Dann wurden die Aussparungen A mit einem feinen Pulver aus Pb-Si-Al-
Glas, welches als Isolationsmaterial dient, durch Elektrophorese aufge
füllt, und es wurde bei einer Temperatur von 850°C eine Wärmebehand
lung durchgeführt, um Isolationsschichten 12, 14 und 16 zu bilden, wie in
Fig. 3B gezeigt.
Weiterhin wurde der gesinterte Körper 1 von der Seite, welche mit der ge
meinsamen Elektrode 8 versehen war, bis zu einem durch die Zweipunkt-
Strich-Linie in Fig. 3B gezeigten Bereich poliert, um die Innenelektroden 2
bis 7 auf einer neu gebildeten Seitenoberfläche 1a′ freizulegen, wie in Fig. 4
gezeigt.
Dann wurde eine weitere gemeinsame Elektrode 18 auf der Seitenoberflä
che 1b des gesinterten Körpers 1 ausgebildet, wie in Fig. 5 gezeigt, und der
gesinterte Körper wurde erneut in die wäßrige Silbernitratlösung einge
taucht und in ähnlicher Weise wie oben elektrochemisch geätzt, um Berei
che der Innenelektroden 3, 5 und 7 zu entfernen, welche mit der gemeinsa
men Elektrode 18 verbunden waren und auf der Seitenoberfläche 1 a′ frei
lagen sowie daran angrenzende Bereiche zu entfernen, wodurch Ausspa
rungen C definiert wurden.
Weiterhin wurden ähnlich den in den Aussparungen A (siehe Fig. 6) gebil
deten Isolationsschichten 12, 14 und 16 Isolationsschichten 13, 15 und
17 in den Aussparungen C gebildet.
Danach wurde noch eine weitere gemeinsame Elektrode 19 auf der Seiten
oberfläche 1a′ des gesinterten Körpers 1 ausgebildet, um ein mehrschich
tiges piezoelektrisches Betätigungselement 21 zu erhalten, wie in Fig.
7 und 8 gezeigt. Bei diesem mehrschichtigen piezoelektrischen Betäti
gungselement 21 bildeten die gemeinsamen Elektroden 18 und 19 Außen
elektroden, welche jeweils mit dem Äußeren elektrisch zu verbinden sind.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9A, 9B, 10A und 10B wird nachfolgend
die Glätte bzw. Gleichmäßigkeit eines Randes einer Innenelektrode beim
Herstellungsverfahren dieses Beispiels und der Zustand eines Randes ei
ner Innenelektrode, welche durch ein herkömmliches Verfahren des Auf
druckens einer leitfähigen Paste gebildet ist, beschrieben. Gemäß dem
herkömmlichen Verfahren ist ein Elektrodenmaterial hinsichtlich der
Kontinuität unzureichend, wie in einer teilweisen Draufsicht gemäß Fig.
9A gezeigt, selbst wenn eine Innenelektrode 32 vollkommen in einer be
stimmten vertikalen Position in einem gesinterten Körper 31 gebildet wird.
Wenn der gesinterte Körper 31 geätzt wird, um einen Lückenbereich X zu
bilden, wie in Fig. 9B gezeigt weist daher ein Rand 32a der Innenelektrode
32 keine ausreichende Kontinuität auf.
Beim Herstellungsverfahren gemäß diesem Beispiel wird andererseits eine
Innenelektrode 42 in dichter und korrekter Weise in einer bestimmten ver
tikalen Position eines gesinterten Körpers 41 durch ein Dünnfilmherstel
lungsverfahren ausgebildet, wie in Fig. 10A gezeigt. Wenn ein Lückenbe
reich 43 durch das vorgenannte elektrochemische Ätzen gebildet wird,
besitzt daher ein Rand 42a der Innenelektrode 42 eine ausreichende Glätte
bzw. Gleichmäßigkeit, wie in Fig. 10B gezeigt.
Beim Verfahren der Herstellung eines mehrschichtigen piezoelektrischen
Betätigungselements 21 gemäß diesem Beispiel, wie vorangehend be
schrieben, werden die Aussparungen A und C zur Definition der Lückenbe
reiche durch elektrochemisches Ätzen gebildet, wodurch es möglich ist,
Lückenbereiche mit extrem geringen Breiten von 15 µm mit hoher Genau
igkeit zu bilden. Weiterhin werden die Innenelektroden 2 bis 7 durch
Dampfabscheidung gebildet, so daß Vorderendbereiche dieser Innenelek
troden 2 bis 7, welche an die Aussparungen A und C angrenzen, in gleich
mäßigen Zuständen beibehalten werden, wodurch ein Konzentration des
elektrischen Felds in den Isolationsschichten 12 bis 17 kaum stattfindet,
selbst wenn die Isolationsschichten 12 bis 17 in den Lückenbereichen mit
15 µm Breite gebildet werden.
Ein hauptsächlich aus BaTiO3 bestehendes Keramikpulver wurde mit ei
nem organischen Bindemittel in einem Lösungsmittel dispergiert, um eine
Keramikaufschlämmung zu erhalten. Diese Aufschlämmung wurde ver
wendet, um Keramikgrünplatten mit gleichmäßigen Dicken von 10 µm
herzustellen. Durch Dampfabscheidung wurden auf den einzelnen Haupt
oberflächen der Keramikgrünplatten Innenelektroden aus Silber gebildet,
danach wurden die Keramikgrünplatten in einer Größe von 60 mm×40 mm
ausgestanzt.
Die mit den Innenelektroden auf den einzelnen Hauptoberflächen in der
vorgenannten Weise versehenen Keramikgrünplatten wurden mit einer
Vielzahl von Keramikgrünplatten, welche nicht mit Innenelektroden ver
sehen waren, übereinandergeschichtet und entlang ihrer Dicken kompri
miert, um ein Laminat zu erhalten. Dieses Laminat wurde einer Hitzebe
handlung unterzogen, um einen gesinterten Körper zu erhalten.
Der so erhaltene gesinterte Körper wurde in eine rechteckige ebene Form
von 1,0 mm×1,5 mm geschnitten.
Mit Ausnahme, daß der in der obigen Weise erhaltene keramische Körper
verwendet wurde, wurden zum Beispiel 1 absolut Identische Stufen durch
geführt, um letztendlich einen Mehrschicht-Kondensator zu erhalten,
welcher mit Außenelektroden auf gegenüberliegenden Seitenoberflächen
des gesinterten Körpers versehen war.
Auch beim Verfahren der Herstellung eines Mehrschicht-Kondensators
gemäß diesem Beispiel ist es möglich, extrem enge Lückenbereiche von 15
µm Breite mit hoher Genauigkeit zu bilden, da die Lückenbereiche durch
elektrochemisches Ätzen gebildet werden. Weiterhin werden die Innene
lektroden durch Dampfabscheidung von Silber gebildet, wodurch die Kon
tinuität des Elektrodenmaterials in den Innenelektroden verbessert ist,
und somit die Glätte bzw. Gleichmäßigkeit der Innenelektrodenrandberei
che, welche durch elektrochemisches Ätzen entfernt werden, ebenso ver
bessert ist. Somit findet eine abnormale Konzentration eines elektrischen
Felds in einem Isolationsmaterial, welches in den Aussparungen nach dem
Ätzen eingefüllt ist, kaum statt.
Während die durch Ätzen definierten Aussparungen mit einem feinen Pul
ver aus Pb-Si-Al-Glas durch Elektrophorese aufgefüllt und wärmebehan
delt worden sind, um Isolationsschichten beim ersten und zweiten Bei
spiel zu bilden, kann die Stufe des Auffüllens mit dem Isolationsmaterial
alternativ mit einem anderen Material und einem anderen Verfahren
durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Isolationsmaterial aus ei
nem anderen Glas oder einem synthetischen Harz oder Isolationskerami
ken hergestellt werden. Weiterhin kann die Stufe des Auffüllens mit dem
Isolationsmaterial durch ein geeignetes Verfahren in Abhängigkeit des
verwendeten Isolationsmaterials durchgeführt werden, etwa durch ein
Verfahren des Auffüllens mit synthetischem Harz, welches in einem ge
schmolzenen Zustand vorliegt, und Härten desselbigen, oder durch ein
Verfahren des Auffüllens der Aussparungen mit einer Paste, welche durch
Kneten eines Isolations-Keramikpulvers mit einem Bindemittel hergestellt
wird, und Durchführen einer Wärmebehandlung.
Während das Beispiel 1 und Beispiel 2 zur Herstellung eines mehrschich
tigen piezoelektrischen Betätigungselements bzw. eines Mehrschicht-
Kondensators angewandt wurden, ist das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils
ebenso in breitem Umfang anwandbar auf die Herstellung anderer mehr
schichtiger keramischer Elektronikbauteile, wie etwa eines zusammenge
setzten Teils, einschließlich eines Mehrschicht-Kondensators, eines
mehrschichtigen piezoelektrischen Resonanzbauteils und dergleichen.
Während eine Vielzahl von Innenelektroden letztendlich alternierend auf
den gegenüberliegenden Seitenoberflächen des gesinterten Körpers ent
lang dessen Dicken sowohl beim Beispiel 1 als auch Beispiel 2 freilagen, ist
das mehrschichtige keramische Elektronikbauteil, welches nach dem er
findungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann, nicht auf eine sol
che Struktur begrenzt. Die vorliegende Erfindung ist ebenso anwendbar
auf ein mehrschichtiges keramisches Elektronikbauteil, welches eine
Vielzahl von Innenelektrodengruppen umfaßt, die jeweils durch eine Viel
zahl von Innenelektroden gebildet sind, welche alternierend auf einem
Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen entlang deren Dicken freilie
gen, wie etwa ein Mehrschicht-Kondensator, der durch eine Vielzahl von
Innenelektrodengruppen gebildet ist, welche jeweils durch zwei Innene
lektroden, die voneinander durch eine keramische Schicht getrennt sind,
ausgebildet sind.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch auf ein
Laminat anwendbar, welches in ungesintertem Zustand vorliegt.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elek
tronikbauteils, umfassend
eine Stufe, bei der Metallfilme durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren und Keramikgrünplatten hergestellt werden;
eine Stufe, bei der zumindest die mit den Metallfilmen versehenen Grün platten zur Herstellung eines Laminats verwendet werden, welches einen Bereich aufweist, in welchem die Keramikgrünplatten und aus den durch das Dünnfilmherstellungsverfahren gebildete Metallfilmen bestehende Innenelektroden alternierend aufeinandergeschichtet sind, so daß die In nenelektroden zumindest auf einem Paar gegenüberliegender Seitenober flächen freiliegen;
eine Stufe, bei der diejenigen Innenelektroden, welche letztendlich nicht auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen des Laminats freilie gen sollen, auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen elektroche misch geätzt werden, um freiliegende Bereiche der Innenelektroden und daran angrenzende Bereiche aufzulösen/zu entfernen;
eine Stufe, bei der die aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektro den mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt werden; und
eine Stufe, bei der auf dem Paar der jeweils gegenüberliegenden Seiten oberflächen des Laminats Außenelektroden ausgebildet werden.
eine Stufe, bei der Metallfilme durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren und Keramikgrünplatten hergestellt werden;
eine Stufe, bei der zumindest die mit den Metallfilmen versehenen Grün platten zur Herstellung eines Laminats verwendet werden, welches einen Bereich aufweist, in welchem die Keramikgrünplatten und aus den durch das Dünnfilmherstellungsverfahren gebildete Metallfilmen bestehende Innenelektroden alternierend aufeinandergeschichtet sind, so daß die In nenelektroden zumindest auf einem Paar gegenüberliegender Seitenober flächen freiliegen;
eine Stufe, bei der diejenigen Innenelektroden, welche letztendlich nicht auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen des Laminats freilie gen sollen, auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen elektroche misch geätzt werden, um freiliegende Bereiche der Innenelektroden und daran angrenzende Bereiche aufzulösen/zu entfernen;
eine Stufe, bei der die aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektro den mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt werden; und
eine Stufe, bei der auf dem Paar der jeweils gegenüberliegenden Seiten oberflächen des Laminats Außenelektroden ausgebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Metallfilme in der Weise herge
stellt werden, daß sie auf den Keramikgrünplatten ausgebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dünnfilmherstellungs
verfahren durch Dampfabscheidung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dünnfilmherstellungs
verfahren durch Sputtern durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dünnfilmherstellungs
verfahren durch elektrochemisches Beschichten durchgeführt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Stufe des elektrochemischen Ätzens der Innenelektroden in ei
nem Zustand des Eintauchens des Laminats in eine saure wäßrige Lösung
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Stufe des Auffüllens der aufgelösten/entfernten Bereiche der In
nenelektroden mit einem Isolationsmaterial durch Verwendung von Glas
als Isolationsmaterial und Auffüllen der aufgelösten/entfernten Bereiche
der Innenelektroden mit dem Glas durch Elektrophorese durchgeführt
wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das
mehrschichtige keramische Elektronikbauteil ein Mehrschicht-Konden
sator ist.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das
mehrschichtige keramische Elektronikbauteil ein mehrschichtiges pie
zoelektrisches Betätigungselement ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6779593A JP3149611B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
JPP67795/93 | 1993-03-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4410504A1 true DE4410504A1 (de) | 1994-09-29 |
DE4410504B4 DE4410504B4 (de) | 2005-03-24 |
Family
ID=13355250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944410504 Expired - Lifetime DE4410504B4 (de) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3149611B2 (de) |
DE (1) | DE4410504B4 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0774765A2 (de) | 1995-11-14 | 1997-05-21 | Philips Patentverwaltung GmbH | Verfahren zur Herstellung eines vielschichtigen keramischen Elektronikbauteils |
DE10064606A1 (de) * | 2000-12-22 | 2002-07-11 | Herbert Kliem | Piezoelektrischer Aktuator |
EP1381094A2 (de) * | 2002-07-11 | 2004-01-14 | Ceramtec AG | Isolierung für piezokeramische Vielschichtaktoren |
WO2008092740A2 (de) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezokeramischer vielschichtaktor und verfahren zu seiner herstellung |
US8044760B2 (en) | 2007-02-13 | 2011-10-25 | Epcos Ag | Four-layer element and method for producing a four-layer element |
CN104395978A (zh) * | 2012-06-18 | 2015-03-04 | 埃普科斯股份有限公司 | 用于制造电组件的方法和电组件 |
US9595390B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-03-14 | Epcos Ag | Method for filling at least one cavity of a multi-layer component with a filling material, and multi-layer component |
US10361018B2 (en) | 2012-06-12 | 2019-07-23 | Epcos Ag | Method for producing a multi-layer component and multi-layer component |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109994597A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 苏州攀特电陶科技股份有限公司 | 多层压电陶瓷执行器及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3414808A1 (de) * | 1983-06-17 | 1984-12-20 | AVX Corp.,(n.d.Ges.d.Staates Delaware), Great Neck, N.Y. | Verfahren zur herstellung eines preiswerten duennfilmkondensators und danach hergestellter kondensator |
DD254269A1 (de) * | 1986-12-04 | 1988-02-17 | Elektronische Bauelemente Veb | Verfahren zur herstellung keramischer vielschichtkondensatoren |
JPH02224311A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Onoda Cement Co Ltd | 積層型セラミックス電子部品の製造方法 |
US5179773A (en) * | 1991-08-30 | 1993-01-19 | Bmc Technology Corporation | Process of manufacturing multilayer ceramic capacitors |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP6779593A patent/JP3149611B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-25 DE DE19944410504 patent/DE4410504B4/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3414808A1 (de) * | 1983-06-17 | 1984-12-20 | AVX Corp.,(n.d.Ges.d.Staates Delaware), Great Neck, N.Y. | Verfahren zur herstellung eines preiswerten duennfilmkondensators und danach hergestellter kondensator |
DD254269A1 (de) * | 1986-12-04 | 1988-02-17 | Elektronische Bauelemente Veb | Verfahren zur herstellung keramischer vielschichtkondensatoren |
JPH02224311A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Onoda Cement Co Ltd | 積層型セラミックス電子部品の製造方法 |
US5179773A (en) * | 1991-08-30 | 1993-01-19 | Bmc Technology Corporation | Process of manufacturing multilayer ceramic capacitors |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5735027A (en) * | 1995-11-14 | 1998-04-07 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a multilayer ceramic electronic component |
EP0774765A3 (de) * | 1995-11-14 | 1999-12-08 | Philips Patentverwaltung GmbH | Verfahren zur Herstellung eines vielschichtigen keramischen Elektronikbauteils |
EP0774765A2 (de) | 1995-11-14 | 1997-05-21 | Philips Patentverwaltung GmbH | Verfahren zur Herstellung eines vielschichtigen keramischen Elektronikbauteils |
DE10064606B4 (de) * | 2000-12-22 | 2004-04-01 | Kliem, Herbert, Prof. Dr.-Ing. | Piezoelektrischer Aktuator |
DE10064606A1 (de) * | 2000-12-22 | 2002-07-11 | Herbert Kliem | Piezoelektrischer Aktuator |
EP1381094A3 (de) * | 2002-07-11 | 2006-02-08 | Ceramtec AG | Isolierung für piezokeramische Vielschichtaktoren |
EP1381094A2 (de) * | 2002-07-11 | 2004-01-14 | Ceramtec AG | Isolierung für piezokeramische Vielschichtaktoren |
WO2008092740A2 (de) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezokeramischer vielschichtaktor und verfahren zu seiner herstellung |
WO2008092740A3 (de) * | 2007-01-31 | 2008-09-18 | Siemens Ag | Piezokeramischer vielschichtaktor und verfahren zu seiner herstellung |
US7905000B2 (en) | 2007-01-31 | 2011-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezoceramic multilayer actuator and method for the production thereof |
US8044760B2 (en) | 2007-02-13 | 2011-10-25 | Epcos Ag | Four-layer element and method for producing a four-layer element |
US10361018B2 (en) | 2012-06-12 | 2019-07-23 | Epcos Ag | Method for producing a multi-layer component and multi-layer component |
CN104395978A (zh) * | 2012-06-18 | 2015-03-04 | 埃普科斯股份有限公司 | 用于制造电组件的方法和电组件 |
CN104395978B (zh) * | 2012-06-18 | 2018-01-16 | 埃普科斯股份有限公司 | 用于制造电组件的方法和电组件 |
US9595390B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-03-14 | Epcos Ag | Method for filling at least one cavity of a multi-layer component with a filling material, and multi-layer component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06283371A (ja) | 1994-10-07 |
JP3149611B2 (ja) | 2001-03-26 |
DE4410504B4 (de) | 2005-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3942623C2 (de) | ||
DE4202650C2 (de) | Piezoelektrische bimorphe Einrichtung und Verfahren zum Treiben einer piezoelektrischen bimorphen Einrichtung | |
DE3434726C2 (de) | ||
EP2118912B1 (de) | Vielschicht-bauelement und verfahren zur herstellung eines vielschicht-bauelements | |
DE19859498C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Mikroaktuators für einen Tintenstrahlkopf | |
DE102007004813B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines piezokeramischen Vielschichtaktors | |
DE4091418C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkondensators | |
DE10230117A1 (de) | Piezoelektrisches Mehrschichtbauelement und Verfahren zum Herstellen desselben und piezoelektrisches Betätigungsglied | |
DE19523984C2 (de) | Piezoelektrisches Element und Verfahren zum Herstellen desselben | |
DE2903872C2 (de) | Verfahren zur Ausbildung von Mustern mittels Maskenbedampfungstechnik | |
DE10200870B4 (de) | Beschleunigungssensor und Verfahren zum Herstellen desselben | |
DE10104278B4 (de) | Piezoelektrisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE4005184C2 (de) | ||
DE4410504A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils | |
DE3235772A1 (de) | Mehrschichtkondensator | |
EP0774765A2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines vielschichtigen keramischen Elektronikbauteils | |
EP2817835B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer elektrischen kontaktierung eines vielschichtbauelements | |
DE10200903B4 (de) | Beschleunigungssensor und Verfahren zum Herstellen desselben | |
WO2009153266A1 (de) | Piezoelektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen kontaktes | |
DE10039649B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Vielschichtbauelements und entsprechendes Vielschichtbauelement | |
DE10030742A1 (de) | Oberflächenmontierbares elektronisches Bauelement | |
DE102006049323A1 (de) | Piezoelektrisches Bauelement | |
DE102015217334B3 (de) | Verfahren zum Herstellen eines als Stapel ausgebildeten Vielschichtaktors | |
DE102012110556B4 (de) | Vielschichtbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE4410753C2 (de) | Kondensator-Array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection | ||
8170 | Reinstatement of the former position | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |